DE-102025124120-A1 - Dreidimensionales Faserformteil, Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Formteil mit einer dreidimensional geformten Oberfläche, umfassend einen Formteilkern und eine Oberflächenbeschichtung, wobei der Formteilkern mindestens ein Bindemittel sowie Späne und/oder Fasern umfasst und der Anteil der Späne und/oder Fasern mindestens 40 Gewichts-% beträgt. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Verwendung eines solchen Formteils und ein Verfahren zur Herstellung eines Formteils.

Inventors

• Erfinder auf Antrag nicht genannt.

Assignees

• I.S.G. Industriesteingesellschaft mit beschränkter Haftung

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20250623

Priority Date

20241106

Claims (10)

1. Formteil mit einer dreidimensional geformten Oberfläche, umfassend einen Formteilkern und eine Oberflächenbeschichtung, dadurch gekennzeichnet , dass der Formteilkern mindestens ein Bindemittel sowie Späne und/oder Fasern umfasst wobei der Anteil der Späne und/oder Fasern mindestens 40 Gewichts-% beträgt.
2. Formteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Fasern und/oder Späne organisch und/oder anorganisch, synthetisch und/oder natürlich sind, wobei die Fasern und/oder Späne weiter bevorzugt natürlich sind und weiter bevorzugt aus einer nachwachsenden Quelle stammen, und insbesondere bevorzugt holzbasiert und/oder cellulosebasiert sind.
3. Formteil nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Fasern und/oder Späne eine Länge aufweisen, die im Bereich von 1 µm bis 25 cm, bevorzugt von 2 µm bis 15 cm, weiter bevorzugt von 3 µm bis 10 cm, mehr bevorzugt von 5 µm bis 5 cm, noch bevorzugter von 10 µm bis 3 cm, insbesondere bevorzugt von 25 µm bis 2 cm, meist bevorzugt von 50 µm bis 1 cm liegt. und/oder die Fasern und/oder Späne eine Dicke aufweisen, die im Bereich von 0,1 µm bis 3 cm, bevorzugt von 0,2 µm bis 2,5 cm, weiter bevorzugt von 0,3 µm bis 2 cm, mehr bevorzugt von 0,5 µm bis 1,5 cm, noch bevorzugter von 0,8 µm bis 1,2 cm, insbesondere bevorzugt von 1 µm bis 1 cm, meist bevorzugt von 1,5 µm bis 0,8 cm liegt.
4. Formteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der Formteilkern mindestens einen Füllstoff enthält, wobei mindestens ein Füllstoff organisch und/oder anorganisch ist, und/oder mindestens ein Füllstoff synthetisch oder natürlich ist, wobei bevorzugt mindestens ein Füllstoff natürlich ist und dieser weiter bevorzugt aus einer nachwachsenden Quelle stammt.
5. Formteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Oberflächenbeschichtung mindestens einen Füllstoff enthält, welcher eine mittlere Partikelgröße aufweist, die zum Auffüllen von Poren und/oder Unebenheiten in der Oberfläche des Formteilkerns geeignet ist, sodass die Oberflächenbeschichtung auf der dem Formteilkern abgewandten Oberfläche eine geringere Oberflächenunebenheit aufweist als der Formteilkern in dem entsprechenden, der Oberflächenbeschichtung zugewandten Oberflächenbereich.
6. Formteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Fasern und/oder Späne und/oder der Füllstoff beschichtet ist, wobei die Beschichtung bevorzugt von dem Bindemittel verschieden ist und insbesondere bevorzugt ein Silan umfasst.
7. Formteil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass das Formteil ein farbgebendes Material umfasst, vorzugsweise ein Pigment.
8. Verfahren zur Herstellung eines Formteils mit einer dreidimensional geformten Oberfläche, insbesondere eines Formteils nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , gekennzeichnet durch die Schritte: - Bereitstellen einer Formteilkernzusammensetzung zur Herstellung eines Formteilkerns, wobei die Zusammensetzung ein Bindemittel sowie Späne und/oder Fasern umfasst, - Formen und/oder Aushärten eines Formteilkerns aus der Formteilkernzusammensetzung, - Bereitstellen einer von der Formteilkernzusammensetzung verschiedenen Oberflächenbeschichtungszusammensetzung, und - Ausbilden einer Oberflächenbeschichtung aus der Oberflächenbeschichtungszusammensetzung, wobei die Oberflächenbeschichtungszusammensetzung auf zumindest einen Abschnitt der Oberfläche des Formteilkerns aufgebracht wird und/oder mit der Formteilkernzusammensetzung kontaktiert wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet , dass das Formen und/oder Aushärten eines Formteilkerns bei einer Presskraft von mindestens 1600kN, bevorzugt 1800kN, weiter bevorzugt 2000kN erfolgt.
10. Verwendung eines Formteils, insbesondere eines Formteils nach einem der Ansprüche 1 bis 7 , als Waschbecken, Spülbecken, Duschtasse, Badewanne, Möbelstück oder Teil davon, Wandfliese, Bodenbelag, Fassadenteil, oder Küchenarbeitsplatte.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein dreidimensionales Formteil, umfassend mindestens einen Formteilkern und eine Oberflächenbeschichtung. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zu dessen Herstellung und dessen Verwendung. Aus dem Stand der Technik sind eine Vielzahl von Formteilen sowie Verfahren zu deren Herstellung bekannt. Alle diese Formteile und Verfahren haben Vor- und Nachteile. Dementsprechend muss für verschiedene Einsatzzwecke und Anforderungen ein jeweils geeignetes Formteilmaterial und Verfahren zur Herstellung eines solchen Formteils ausgewählt werden. Ein weit verbreitetes Beispiel für Formteile sind acryl- oder polyestergebundene (mineralisch) gefüllte Formteile. Derartige Formteile umfassen üblicherweise ein körniges Material, beispielsweise einen Sand. In derartigen Formteilen wird das körnige Material durch ein Bindemittel fixiert, so dass das Formteil dauerhaft seine Gestalt behält. Die gewünschte Gestalt erhält das Formteil dadurch, dass eine Formmasse in eine Negativform gefüllt wird und darin (zumindest teilweise) aushärtet. Von besonderer Bedeutung sind Anwendungen im Küchen- und Sanitärbereich, beispielsweise in Form von Wasch- oder Spülbecken, Duschtassen und Badewannen. Formteile dieser Art haben den Vorteil, dass sie aufgrund der geringen Größe der Sandkörner und der variablen Anordnung der Sandkörner zueinander in ihrer Geometrie nahezu nicht beschränkt sind. So sind auch Wasch- oder Spülbecken, Duschtassen und Badewannen in geometrischen Formen herstellbar, die mit anderen Techniken nicht realisierbar sind. Außerdem ist der Fertigungsprozess gut automatisierbar und bietet die Möglichkeit, schnell Formteile in großen Stückzahlen produzieren zu können. Dies ist eher bei acrylbasierten Formteilen der Fall. Außerdem bieten derartige Fertigungsprozesse die Möglichkeit, Formteile auch in eher geringen Stückzahlen herzustellen. Dies ist eher bei polyesterbasierten Formteilen der Fall. Die meisten der bekannten Verfahren zur Herstellung derartiger Formteile haben gemeinsam, dass die partikulären Bestandteile mita) einem Harz (Sirup) aus PMMA (Polymethacrylsäuremethylester) und MMA (Methacrylsäuremethylester) versetzt und in einer Form unter gewissem Druck und Temperatur ausgehärtet werden oderb) mit Polyester in Gießmaschinen zu Formteilen gegossen und ausgehärtet werden. Als partikuläre Füllstoffe für derartige Formteile sind nahezu alle Füllstoffe denkbar. Eine übliche mittlere Partikelgröße des Füllstoffs liegt üblicherweise im Bereich von 1 µm bis 3 mm. Als Füllstoffe sind unter anderem Oxide, Silikate, Phosphate, Carbonate, Sulfate, Gläser, sowie Keramiken bekannt. Neuerdings werden vermehrt organische Füllstoffe auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen eingesetzt. Dabei handelt es sich beispielsweise um Nussschalen oder Olivenkerne, welche beispielsweise als Mehl oder als auf eine bestimmte Körnung gemahlene Partikel eingesetzt werden. Die Füllstoffe können naturfarben oder gefärbt eingesetzt werden. Durch gefärbte Füllstoffe wie beispielsweise Sande, können natursteinnahe Optiken nachempfunden werden. Ist auch bei ungefärbtem Füllstoff eine Färbung des Formteils gewünscht, kann die verwendete Bindemittelzubereitung mit Pigmenten versetzt sein. Es ist bekannt, dass der Formmasse Fasern zugesetzt werden können. Diese dienen insbesondere der Stabilisierung. So kann insbesondere Ausschuss durch Bruch reduziert werden. Diese eingesetzten Fasern können anorganisch oder organisch sein, sowie mineralisch oder amorph sein. Beispiele für eingesetzte anorganische Fasern sind Wollastonit-, Glas- oder Basaltfasern. Als mögliche organische Fasern sind beispielsweise Zellstoff und Baumwolle beschrieben, aber auch synthetische Fasern wie unter anderem Polyester. Der Anteil der Fasern liegt bei derartigen Formteilen meist bei ≤ 3 Gewichtsprozent (bezogen auf das Gesamtgewicht des Formteils). Ein großer Nachteil dieser acryl- oder polyestergebundenen Formteile ist, dass die Zusammensetzung, aus der das Formteil nach Aushärtung des Bindemittels entsteht (hier auch als Bindemittelzubereitung bezeichnet), in allen Fällen einen Harzanteil von > 25 Ma-% aufweist. Häufig ist der Anteil des Bindemittels sogar > 35 Ma-%. Da das Bindemittel - insbesondere im Vergleich zu Sand - bzw. einem anderen verwendeten Füllstoff - wesentlich teurer ist, sind derartige Formteile vergleichsweise teuer. Dies wird noch verstärkt, wenn Bindemittel auf Basis nachwachsender Rohstoffe eingesetzt werden, die nochmals teurer sind. Dies ist jedoch zunehmend gewünscht, um Formteile nachhaltiger herstellen und entsprechend bewerben zu können. Im Rahmen dieser Erfindung sollen die obigen sowie auch alle anderen Prozentangaben - sofern nicht explizit anders angegeben - als Gewichtsprozent verstanden werden. Auch wenn Formteile üblicherweise über mehrere Jahre verwendet werden, besteht nach Ende der Nutzungsdauer der Nachteil, dass sie nicht oder nur sehr aufwändig recycelt werden können. Insbesondere aufgrund des hohen Po